船閘基坑工程施工技術探究

江蘇華寧工程咨詢有限公司 / 郭海生

一、船閘基坑工程施工技術應用概述

（一）船閘基坑工程施工內容與施工風險

在船閘基坑工程施工中包含諸多施工內容，比如工程土石方開挖、基坑擋土支護、防滲墻施工、降排水施工、基坑支護結構檢測等。各環節對項目整體施工質量會產生較大影響，其中某環節出現施工問題，將會對整個船閘基坑施工安全性產生較大負面影響。從目前船閘基坑施工現狀中能得出，諸多施工安全事故主要是由防滲、支護技術應用不規范導致施工支護結構出現位移以及不同程度破壞，導致基坑大面積出現滑坡、塌方等，臨近基坑的建構物出現倒塌情況。

（二）船閘基坑工程施工技術難點

與常規工程項目施工對比，船閘基坑項目施工中存有較多難點。船閘基坑工程施工技術應用難點主要表現在諸多方面，在復雜的施工環境中存有較多施工障礙要素。船閘基坑項目施工周邊水域環境對施工技術應用要求較高，受周邊基坑土質特征影響易導致滲漏現狀發生，在船閘基坑施工中要重點做好防滲技術應用。部分船閘基坑工程施工中要在原址基礎上重新建設,原有地質環境、土質條件、各類障礙物易對船閘基坑項目施工活動產生較大影響。

二、項目概況

本工程基坑開挖總土方量約655萬m3，其中表土剝離35.6萬m3，船閘主體基坑開挖103.75萬m3；石方開挖總量99.87萬m3，其中船閘主體石方開挖36.05萬m3，下游引航道開挖63.82萬m3。基坑最大開挖深度約31m。除特殊標明外，基坑開挖邊坡為中風化～新鮮巖石1:1.5，其余均1:3；引航道開挖邊坡為1：3。坡面開挖到位后立即對坡面及3m范圍內坡頂噴護50mm厚C20細石砼進行保護。距坡頂1.0m位置設置一道300×400mm（寬×深）截水溝。

三、船閘基坑工程施工重點技術運用探析

（一）船閘基坑工程開挖技術

本工程土石方開挖工程量大，總體開挖順序為由下閘首開始開挖，向上閘首方向及下游引航道兩端推進。開挖范圍主要包括閘首、閘室、上下游引航道。

圖1 總平面布置示意圖

在開挖施工中重點做好邊坡防護、控制邊坡失穩，選取逐層開挖施工操作。在開挖施工之前，對基坑周邊土體環境以及建筑環境進行勘察，判定開挖適宜性。該項目基坑上層覆蓋土中分布有中粉質壤土，具有弱或中膨脹性，采用1.5m厚的4%水泥改性土進行換填。基坑開挖時預留一定的保護層，土質基坑底部預留不小于0.5m厚保護層，在主體底部結構施工前分塊挖除；強風化巖邊坡預留不小于0.5m厚的保護層，中風化巖邊坡預留保護層厚度不小于0.3m，強風化巖河底或基底預留保護層不低于1.0～1.5m，中風化巖河底或基底預留保護層厚度不小于0.5m。保護層設置根據現場實際情況適當增大。

土方采用挖掘機+自卸車開挖。開挖土類為中、粉質壤土、重粉質壤土、粉質黏土、中細砂、粉細砂巖。基坑坡頂設置0.3m×0.4m截水溝，在邊坡坡腳處設置排水溝，將邊坡滲水導流至集水井內，使用抽水泵排出。船閘主體基坑開挖采用分六層分段階梯式開挖，采用分層放坡，土質邊坡坡度為1：3，巖質邊坡坡度為1：1.5。每層開挖深度為6m，分為上下兩部分進行開挖，每部分開挖高度為3m。

（二）船閘基坑工程支護技術

在水泥攪拌樁支護施工中，受到水泥固化作用影響促使其牢固性較高。水泥在成功固化之后能獲取較高強度，便于支護結構有效形成。此類施工方式能用于淤泥、軟土、黏土等土質施工中，在施工階段對水泥量以及水泥樁體長度進行管控。在鋼板樁以及鋼管樁支護施工中重點合理選取Q235型鋼，其中鋼材質量較高，整體承受壓力較強，不易產生變形。在項目建設操作中應用較為便捷，對后續垂直施工開挖成效具有較大促進作用。

（三）船閘基坑工程施工圍護與邊坡防護

在施工中運用鋼網噴射混凝土作為放坡支護，要注重在施工中選取真空深井施工方式展開降水。在該項目開挖完成后，對坡面進行清理。水泥優先選用符合國家標準的普通硅酸鹽水泥，水泥標號不低于42.5。粗骨料選用堅硬耐久的碎石，粒徑不宜大于12mm；細骨料采用堅硬耐久的粗、中砂，細度模數宜大于2.5，噴射時，骨料的含水率應保持恒定并不大于6%；噴射作業應分段、分片進行。噴嘴至坡面的垂直距離宜為0.6～1.2m；噴嘴應從下至上，層層噴射，使混凝土均勻密實；噴嘴與噴射面盡量保持垂直，以減少回彈。料斗內的混合料應保持足夠的存料，以保證施工作業時向噴射機連續均勻地供料；噴射完成，砼終凝后2h內開始灑水養護，養護時間不少于7天。

（四）船閘基坑工程防滲技術

在防滲墻施工中要對防滲技術規范化運用，施工中做好施工圖紙測量放樣，判定防滲墻基本軸線。判定機械行走面承壓能力，測量孔位現狀做好有效標記。注重對主機以及孔位合理控制，空壓機與主機同時啟用中做好均勻攪拌、下沉、送漿操作后再重復進行攪拌噴漿。后續施工技術人員重復上述施工操作，完成各個位置施工。在防滲施工中整合施工操作重點，在測量放樣操作中更要判定圖紙區域中心線位置軸線。之后合理設定軸線控制網，在防滲軸線每間隔50m位置設定一個測量點。在施工操作中，能規范化運用多頭小直徑攪噴式水泥防滲墻樁機，對施工墻長度進行控制，確保在140cm范圍內。

（五）船閘基坑工程降排水施工

在船閘基坑項目施工中，在干施工環境積極創設中做好止水、降排水施工操作。保障降水達到基坑底端0.5m之下，便于構建相對便捷的施工結構。基坑開挖時采用明挖臨時截水溝、排水溝結合集水井的排水方式。開挖至承壓水層時采用預埋導管的方式將承壓水導出匯集至排水溝內。基坑邊坡共設置上、中、下三道排水溝/截水溝。在船閘主體基坑范圍坡頂線1m處設置400×300mm截水溝，上下游引航道部分結合永久結構在坡頂線處設置900×600mm截水溝，防止基坑外雨水流入渠道；基坑中部承壓水層處平臺內側設置排水溝；在基坑底部兩側開挖0.5m×0.8m排水溝，其底部高程低于開挖面0.5m，用于匯集地下水和邊坡層間滯水；按照100m分為一個開挖段的原則，每100m設置一座集水井，排水溝與集水井相互連通，集水井內設置水泵，根據現場實際滲水量選擇適當型號的水泵。當施工期間降雨形成地面徑流或出現層間滯水時，水流通過排水溝、支溝匯集到集水井內，用水泵抽排至附近已有溝渠。隨著開挖的進行，導滲溝應不斷加深、加密，并靈活布置排水溝、導滲溝、集水井的位置。并且使溝底低于開挖面0.5m。

（六）船閘基坑項目施工測量、綜合監測

圖2 船閘主體基坑排水溝、集水井布置示意圖

在施工中，有效的質量監測是全面提升施工質量的重點環節，在監測過程中要注重對多重監測內容有效控制。施工技術人員要運用全站儀實施測量,判定施工變形現狀，對變形問題做好調整。對基坑周邊建筑物沉降發生情況集中監測，運用已有基準點對周邊建筑物沉降現狀與位移情況進行判定。水平位移監測點利用上述沉降觀測墩，安裝棱鏡的強制歸心標，作為水平位移測點。監測點觀測利用全站儀，采用3個基準點組成三角控制網，并另外選取遠處的一-個固定目標作為定向和檢查:水平位移監測采用獨立的坐標系統，坐標軸與基坑邊線方向一致，測量時分別在3個基準點上設站。選取設計單位提供的3個控制點為基點。根據穩定加密點數據，基坑開挖前，采用GPS對開挖邊線進行放樣，根據開挖順序及進度，放樣坡腳邊線、緩沖平臺高程及底標高。

結語：

在船閘基坑施工操作中，各項施工技術運用選取要基于對項目建設區域周邊地形地貌特征、地質現狀、水文條件合理判定。在施工高邊坡加固操作中保持水土穩定性，提升項目美觀度。基坑降水施工中，對施工區域地質條件、水文現狀合理分析，比如土層組成、地下水埋藏與補給情況、滲透性要素等。綜合判定基坑降水對周邊環境產生的各項影響，施工部門做好施工監測，做好受力、變形數值模擬，對各項異常問題展開控制，做好信息反饋，及時制定完善的應急施工措施。